化学分析实验课程全英文教学方法研究

张卓旻李攻科（中山大学化学与化学工程学院，广州510275）



·教学研究与改革·

化学分析实验课程全英文教学方法研究

张卓旻*李攻科*
（中山大学化学与化学工程学院，广州510275）

摘要：化学分析实验是分析化学教学的重要组成内容，是实践分析化学“量”的概念的重要途径。本文探讨了国际化合作办学背景下化学分析实验课程的全英文教学模式与方法，总结了化学分析实验（全英）课程建设过程的经验与不足，展望了化学分析实验全英文教学的前景。

关键词：化学分析实验；全英文；教学方法

分析化学通过一定的测试方法，鉴定物质的化学组成、测定物质的含量、确定物质的结构和存在形态及其与物质性质之间的关系等，“量”是分析化学的核心。化学分析实验课是分析化学课程的重要组成部分，向学生提供了正确熟练掌握分析化学实验基本操作和技能的重要途径，并让学生在实践中强化对分析化学“量”的核心概念的理解［1］。中外国际化合作办学是高等教育国际化的重要途径，也是目前国内各高校普遍开展的创新办学模式，通过整合国内外高校教育资源和理念，推进高等教育课程体系和教学方法的改革，培养具有国际化视野的专业人才［2］。国际化合作办学的重要特征是采用世界通用语言——英语构建国际化合作办学课程体系，并采用全英文教学方法，使学生在全英文的授课环境中接受专业知识和前沿信息的教育，培养学生采用英语进行专业学习的能力，以期尽快适应后续国外高校的授课模式。目前，国内一些分析化学教学团队已开展了分析化学理论课双语［2－4］或全英文［5］教学方法的有益探索，但关于化学分析实验课程全英文教学方法研究的报道较少。

中山大学化学与化工学院于2010年正式开展了与香港理工大学合作的化学“2+2”国际合作办学项目。化学“2+2”学生第一、二学年在中山大学就读，第三、四学年在香港理工大学就读化学科技专业，学生在中山大学学习期间化学专业课程均采用全英语教学。化学分析实验（全英）课程是化学“2+2”专业学生第一学年的专业必修课，与化学分析（全英）理论课同学期授课［5］。在前期化学分析（全英）理论课建设的基础上，中山大学化学与化工学院进行了化学分析实验（全英）课程建设，并已对两届学生开设了该课程，研究了化学分析实验课程全英文教学方法，取得了初步的经验，现将该课程的教学模式及方法介绍如下。

1 课程特点

化学分析实验（全英）课程是化学“2+2”国际合作办学项目教学体系中重要的组成部分，与化学分析（全英）理论课紧密联系，是分析化学的“启蒙”课程之一，是修习后续仪器分析及仪器分析实验课程的重要先导课程，具有重要的意义。化学分析实验（全英）课程计划学时数为54学时，内容涉及四大滴定分析法、重量分析法及吸光光度法等相关内容的基本操作及实验。化学“2+2”学生在学习了化学分析（全英）理论课，掌握了化学分析基础知识后，通过该实验课程进一步熟练、掌握化学分析实验的英文术语及基本操作和技能，强化学生对分析化学“量”的核心概念的理解，从“会学”到“会用”，培养学生从事理论研究和实际工作的能力以及严谨的科学思维方法和作风，提高分析问题和解决问题的能力。

化学分析实验（全英）课程采用全英文教学模式，即采用精选的英文教材或讲义，指导教师在实验前有限的讲解时间内，在实验室现场使用英文完成授课与演示，并在实验过程中采用英文与学生交流，进行指导；学生在实验过程中采用英文进行交流、讨论，采用英文撰写实验报告，参加英文试题的口试及实验操作考试。因此，化学分析实验（全英）课程是具有很强即时性的实践课程，学生需要在听完短暂的实验前讲解后立刻动手操作，获得准确的测定结果，并撰写出科学的、逻辑性强的、简洁的实验报告。与化学分析（全英）理论课不同，学生无法在课后反复练习相关的实验操作，因此化学分析实验（全英）课程要求学生有很好的专业外语“听、说、读、写”能力，即能听懂讲解，能与指导教师流利交流，能快速准确地阅读英文教材及文献，能准确流畅地撰写英文实验报告。然而，化学分析实验（全英）课程在大一下学期开设，受众群仅修习过基础无机化学（全英）课程，并未形成较为完善的化学知识网络；同时，大一学生尚未学习化学专业英语的相关课程，专业英语能力薄弱。因此，如何让学生“会听”、“会讲”、“会做”、“会写”成为该课程成功与否的关键。任课教师除了具备扎实的分析化学专业知识、实验技能及良好的英语功底外，还应能结合化学分析实验（全英）课程特点，研究并采用合适的全英文实验课程教学方法讲授该课程，方能实现该课程的教学目标，使学生获益。

2 教材建设

化学分析实验（全英）课程以训练学生的规范操作和基本实验技能为目的，通过实验进一步加深学生对化学分析理论知识的理解，因此所选择的实验内容应能与理论课相互联系、印证，使学生能通过实验操作“点对点”地解读化学分析的知识点。其次，由于大一学生专业英语能力薄弱，选用的全英文实验课教材语言应准确易懂，既符合国内大一学生的英文水平，使其能“看懂、学会”，还能满足国际合作办学课程体系的要求。

2.1 多元教材体系

优秀的英文原版化学分析实验教材［6，7］较少且年份久远，目前许多英文实验教材经常以附录的形式收录于理论课教材中，其内容多为验证性实验，较少涉及化学分析实验背景知识的介绍及开放设计实验等内容。因此，面向中国学生的化学分析实验（全英）课程不能完全照搬国外的教材，应以优秀的英文原版教材为主要参考书，如Laboratory Experiments in Analytical Chemistry［8］、Analytical Chemistry（6th Ed.）［9］等，同时辅以自编的英文实验讲义，共同构筑化学分析实验（全英）课程的教材体系。自编的英文实验讲义着重介绍化学分析实验的基本操作、实验背景知识及实验报告写作规范等，同时提供化学分析课程专业术语中英文对照词汇表供学生查阅。由于专业英语写作对大一学生的挑战最大，因此本课程采用循序渐进的方式培养学生的英文写作能力。对于课程伊始的练习性质实验，实验讲义中有配套的实验报告模板供学生学习报告写作，学生在完成实验后填写实验报告模板中留空部分（如某些重要的实验步骤、实验数据表格等）即可；而随着实验课程的深入，学生将在教师的指导下最终完成设计实验，并撰写出完整流畅的英文实验报告。

2.2 实验内容选材

本课程实验内容的选材可以分为3个层次：练习性实验、常规测定实验及设计实验。练习性实验是最先开设的一类实验，以训练学生基本操作和实验技能为目的，如“酸碱滴定练习”、“天平操作练习”等，通过实验学生将熟练掌握滴定管及天平的正确操作。常规中文授课的化学分析实验课程由于没有语言障碍，练习性实验的讲解较为简略，学时数很少。但是，化学分析实验（全英）课程面向大一学生采用全英文授课，为了使学生能顺利渡过最初的语言关，并夯实实验基本操作技能，该课程加大了练习性实验的讲授时长和学时数。通过练习性实验，学生不仅学习了基本操作，还能全面了解并初步适应化学分析实验的全英文授课模式，学会“充分预习－认真实验－及时撰写报告（复习）”的实验课程学习方法。常规测定实验是化学分析实验（全英）课程的主体内容，涵盖了四大滴定、重量法及分光光度法等主要内容。学生在顺利渡过语言关后，通过该部分实验内容进一步熟悉化学分析实验的基本操作，系统学习各种化学分析实验方法，巩固化学分析理论课上的相关知识点，学会“理论－实践－理论”的思维模式，并能完整撰写流畅的英文实验报告。在完成一系列常规测定实验后，本课程还将引入命题式设计实验，其模式为：命题－学生提交设计方案－师生讨论修改－实施实验－提交报告－课后点评。学生需要从查阅英文文献开始直至撰写提交实验报告，独立把握实验的全过程。通过设计实验，学生将融会贯通化学分析基本知识，同时培养学生独立思考问题的能力以及初步的科研创新精神。设计实验结束后，学生将按照学术论文的格式用英文来撰写报告，对实验结果进行凝练和科学表述，使学生真正体会到“量”是分析化学核心的概念。3个层次的实验内容相互联系、相互补充，给予学生多方位渐进式的实验训练，最终培养学生严谨、细致的分析化学实验技能和动手能力。

3 “互动引导型”教学方法

实验课与理论课授课模式最大的不同在于学生作为主体，通过参与整个实验、获得数据并整理报告的全过程，方能掌握实验技能并巩固相关的知识点。学生通过化学分析实验（全英）课程不仅应学习化学分析的基本操作和思路，还应培养分析化学专业英语的“听、说、读、写”能力，因此应让学生成为实验课程的主角；而教师应作为引导者，通过与学生的充分互动交流，帮助学生完成实验课程的学习。因此，本课程采用教师引导、学生自主学习的互动式实验教学模式，教师在实验课程授课过程中是引导者的角色，通过给予学生合理的建议和引导，使学生能自如地把握整个实验过程，为学生提供自觉多次获取化学分析知识点和提高实验技能的机会。

3.1 “问题引导型”课前讲解

实验课开始时，教师首先采用全英文方式点评上次实验并点评实验报告，归纳总结出现的问题及注意事项，并与本次实验课程衔接。讲评过程中侧重点评学生实验过程中出现的操作规范问题以及实验结果的准确表达。让学生通过课前讲评回顾前一个实验中存在的问题，以及上节课中所出现的专业术语，从而加强全英文实验课程的印象与效果。接着，教师用中英文双语模式向学生介绍本次实验课的专业词汇及用法，比如“titrate－titration－titrand－titrant”，“buret－acidic buret－basic buret”等。专业词汇的学习采用互动造句及提问的方式进行，时间大约控制在5分钟左右。然后，教师采用全英文方式介绍本次实验的要点，包括基本原理、实验步骤及操作要领等，期间要演示实验中的重点操作（如滴定管操作、摇瓶操作、定容操作等）并进行详细的解说，采用国际上广泛采用的“问题学习法”（problembased learning）进行讲授，通过适当提问、引导，促进学生的自我认知过程。由于大一学生专业基础相对薄弱，同时考虑全英文授课可能存在的信息传递损失问题，课前讲解应辅以相应的课件展报，使学生更容易理解授课内容。课前展板中对少许重要信息（如关键步骤、条件、试剂、操作等）留空，让学生听课后现场填写，以增强现场记忆。同时授课过程中应对学生的预习情况进行提问检查，增强师生互动，培养学生勤思考、巧动手、带着问题做实验的良好习惯。如在“半微量法测定黄铜中的铜含量”实验课前讲解会设问：“Why should we add the toxic ammonium hydrogen fluoride into the sample solutions？”，许多学生会回答：“Mask the interfering Fe in the solution.”，教师进而回应：“Quite right.Do you know ammonium hydrogen fluoride can also maintain the pH value of the solution during titration，acting as buffer？Thus，although it is toxic，ammonium hydrogen fluoride is a necessary reagent for this titration.Of course，it should be added into the solution in the fume cupboard.”。通过这样简短的互动问答，学生就能对有毒NH4HF2试剂的作用和添加操作有深刻的印象，实验时能正确进行添加操作。

3.2 “互动引导型”的实验指导方法

在学生开始实验一小时内，教师应逐一观察、巡视每位学生的基本操作，采用英语口头纠正学生的基本操作规范。若有学生听力薄弱，应辅以示范实验，使学生确实意识到存在的问题，并及时改正。整个实验过程中，教师应增加巡视次数，及时纠正学生的不当操作，并使用英语与学生交流、沟通。对学生所提的问题，使用启发式教学，引导学生自行发现并解决实验过程中遇到的问题，养成独立思考、善于动手的实验能力。特别对于听力、口语薄弱的学生，实验过程中教师应多创造互动交流的机会，锻炼其英语表达能力。比如在进行络合滴定实验“水的总硬度测定”时，需要在pH≈10的氨性缓冲溶液中，采用铬黑T为滴定指示剂，测定Ca和Mg的总量。许多学生会问为何不采用钙指示剂，此时教师并不正面回答钙指示剂不适合在pH＜12的非强碱性溶液中使用，而是提示学生金属指示剂均有其适合的pH，需在滴定过程中采用合适的缓冲溶液，引导学生思考氨性缓冲溶液是否满足钙指示剂的使用要求。于是，学生会想到氨性缓冲液的pH≈10，此时不适合采用钙指示剂，若把溶液的碱度调到pH＞12，Mg又会沉淀，造成巨大的滴定误差，故此钙指示剂不适合作为水总硬度测定的指示剂。通过互动启发式的引导，学生不仅解决了问题，同时也深刻理解隐含在问题背后的原理，有助于学生将理论联系实验，互相印证。

实验结束后，学生将获得的原始数据提交给指导教师检查，此时教师可与学生就实验过程中出现的问题进行面对面的交流和点评，也可利用这段时间指导学生提高实验报告的写作水平，改进实验报告中存在的问题。大一学生的语言基础薄弱，在撰写全英文化学分析实验报告时非常需要指导教师一对一、点对点的指导，针对性提高学生的专业外语写作能力。通过“一对一”实验报告点评环节，学生在报告写作方面均有明显提高，到课程结束时均能写出科学、简洁、表达准确的全英文实验报告。

3.3 考核方法

化学分析实验（全英）课程的特点及目标决定了该课程不仅传授化学分析基本实验技能，还应培养学生良好的专业英语表达能力，因此课程采用多方位综合考核方式考查学生的化学分析基本技能及专业英语能力。化学分析实验（全英）课程总成绩由每个实验的成绩，加权操作考试成绩进行评定。每个实验的成绩由实验预习情况、实验操作、实验报告3部分构成，每次实验的累计成绩占总评成绩的70%，因此要求学生更多地关注实验过程及细节，认真地做好每一个实验，方能最终获得好的实验成绩。操作考试由单元操作考核及期末实验考核组成，占总评成绩的30%。单元操作考核在学习完练习性实验模块后进行，主要考查学生的基本操作；期末实验考核要求学生当场完成一个命题设计实验，并完成英文实验报告。无论单元操作考核还是期末实验考核均包含口试及实验考核环节，学生在开始实验之前先要通过口试环节，采用全英文方式回答教师的英文提问，提问内容包括设计实验原理、操作细节等，在实验结束之后学生也需要用英文向指导教师报告结果，之后方能开始撰写报告。通过多方位的全英文考核方式，将全面考查学生化学分析实验的基本操作技能及专业语言能力，为后续进入国际合作办学方的大学学习打下良好基础。

4 教学效果与经验

采用调查问卷的形式，对2012及2013级修读化学分析实验（全英）课程的化学“2+2”学生共99人以问卷调查形式进行学习效果回访，共回收有效问卷82份。结果表明：93%的学生认为基本能适应全英文实验课程授课模式；98%的学生认为通过该实验课程的学习能较好地掌握化学分析的基础实验操作技能与知识，提高了动手能力，初步培养了独立思考能力及细致严谨的科研作风；96%的学生认为通过课程的学习对化学分析理论知识有了更加感性、深入的理解与认识，能与理论课程知识体系进行相互印证，巩固理论课学习效果；92%的学生认为通过该课程学习扩大了专业词汇量，提高了采用专业英语进行交流和写作的能力；93%的学生认为该课程能基本与后续国际合作办学方的课程体系相衔接，通过该课程的学习能为未来的学习打下良好基础；96%的学生认为所选择的实验内容丰富实用，能与化学分析理论课程紧密挂钩，配套的讲义或教材适合于该全英文课程的教学需求，语言准确易懂；93%的学生认为该课程的考核形式能较好地巩固课堂教学效果，真实反映知识掌握的程度；98%的学生认为该课程的授课老师能纠正并规范学生的实验操作，及时认真批阅实验报告，并解答学生实验过程中的疑问，使学生获益；99%的学生认为该课程的授课老师严谨认真，熟悉课程专业知识体系，语言表述准确清晰。

5 展望

通过两届化学分析实验（全英）的实际授课及课程建设，我们总结了化学分析全英文实验课程的教学方法：以国外优秀英文原版教材为主要参考书，辅以自编的英文实验讲义，构建了化学分析实验（全英）课程教材体系；采用教师引导、学生自主学习的互动式实验教学模式，使学生成为实验课程的主体，自如地把握整个实验过程，提高了学生化学分析实验的基本操作技能及专业语言能力。该课程适合于化学“2+2”国际合作办学课程体系的教学目标要求，课堂效果良好，学生反馈及评价良好。

当然，由于时间限制，化学分析实验（全英）课程建设还有待进一步完善。首先，虽然初步构建了化学分析实验（全英）课程教材体系，但目前尚无适合于中国高校化学专业国际合作办学的化学分析实验教材，因此应加强全英文实验教材的建设，编写出更多英语准确易懂，符合国际化学教育体系的优秀全英文实验教材。其次，全英文实验课程教学要求任课教师有扎实的专业理论基础、实验技能及良好的英语表达能力，目前师资力量非常匮乏。可进一步通过“请进来、走出去”的方式加强全英文教学师资力量的培养，同时进一步提高已承担全英文课程教师的授课水平，充实分析化学全英文教学的师资力量。

参考文献

［1］邹小勇，马志玲，黄 滨，胡玉玲，李攻科.大学化学，2006，21（4），30.

［2］潘祖亭，郭志谋.大学化学，2003，18（6），30.

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［9］Christian，G.D.Analytical Chemistry.6th Ed.；John Wiley&Sons，Inc.:New York，2004.

中图分类号：O65-4；G642

doi:10.3866/PKU.DXHX20160412www.dxhx.pku.edu.cn*通讯作者，Email:zzm@mail.sysu.edu.cn；cesgkl@mail.sysu.edu.cn

基金资助：中山大学教学改革研究项目（31000-16300008）

English-Based Teaching Methods for Chemical Analysis Laboratory Course

ZHANG Zhuo-Min*LI Gong-Ke*
（School of Chemistry and Chemical Engineering，Sun Yat-sen University，Guangzhou 510275，P.R.China）

Abstract:The chemical analysis laboratory course is a crucial component of analytical chemistry teaching and also plays an important role in teaching students that quantity is the core of analytical chemistry.In this paper，the English-based teaching method for the chemical analysis laboratory course was summarized and discussed in the background of international cooperation in running schools.Experience，deficiency and prospect for the English course of chemical analysis laboratory were summarized and reviewed in detail.

Key Words:Chemical analysis laboratory course；English-based；Teaching method